Способ получения сорбента
Владельцы патента RU 2475300:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия" (RU)
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к способу снижения концентрации высокотоксичного мономера формальдегида из газовой фазы. Способ получения сорбента включает активирование глины, содержащей монтмориллонит в количестве 95%, в электромагнитном поле сверхвысокой частоты в течение 4 минут при мощности поля 800 Вт. Изобретение решает задачу снижения загазованности производственных помещений органическими поллютантами. 3 табл.
Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к способу снижения концентрации высокотоксичного мономера формальдегида из газовой фазы. Сорбент может применяться в производстве, технологический процесс которого связан с материалами, содержащими токсичные соединения, которые присутствуют как в готовой продукции, так и в отходах производства.
Известен способ получения сорбента активированием его в импульсном электромагнитном поле, выбранный в качестве прототипа. Алюмосиликатный глинистый сорбент монтмориллонит активировали в импульсном электромагнитном поле в течение 30 с при величине магнитной индукции 0,011 Тл, а через 48 часов проводили тепловую обработку при 453 К в течение 1 часа [Патент RU №240822 C1, B01J 20/12 (2006.01), [Текст] / Бельчинская Л.И., Битюцкая Л.А., Ходосова Н.А.; заявитель и патентообладатель ВГЛТА. - №2009114648/05; заявл. 17.04.2009; опубл. 10.01.2011, Бюл. №1]. Данный способ эффективен для адсорбции токсикантов из газовой фазы, но имеет длительный процесс активирования сорбента с целью повышения его сорбционных свойств.
Изобретение решает задачу снижения загазованности производственных помещений органическими поллютантами.
Это достигается тем, что в способе получения сорбента, включающем активирование глины, содержащей монтмориллонит в количестве 95%, согласно изобретению, глину активируют в электромагнитном поле сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ) в течение 4 минут при мощности поля 800 Вт.
При сверхвысокочастотном нагреве электромагнитная волна, проникая в образец, взаимодействует с заряженными частицами, при этом энергия поля поглощается объемом образца.
Данный способ является экологически чистым, он быстродействен и энергоэкономичен, при этом возможно локальное воздействие на обрабатываемый материал.
Для определения оптимальных условий активации сорбента проводили следующие исследования.
Опыт 1.
Определение оптимальной мощности активации сорбента в электромагнитном поле проводилось путем оценки адсорбционных свойств активированного монтмориллонита. Полученные результаты приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | |||||
| Мощность ЭМП СВЧ, Вт | - | 400 | 600 | 800 | 1000 |
| Сорбционная емкость, а, мг/г | 6 | 60 | 68 | 84 | 79 |
Как видно из таблицы 1, сорбционная емкость активированного минерала возрастает в 10 раз при мощности электромагнитного поля 400 Вт в сравнении с необработанным сорбентом. При активации полем мощностью 600 Вт повышение сорбционной емкости достигает 11,3 раз, а при обработке полем мощностью 800 Вт - 14 раз. Снижение сорбционной емкости на 6% происходит при более высокой мощности ЭМП СВЧ, равной 1000 Вт, в сравнении с данными, полученными при мощности поля 800 Вт.
Опыт 2.
Исследовалось время воздействия ЭМП СВЧ на сорбционные показатели активированного сорбента. Активация проходила от 0,5 до 6 минут при фиксированной мощности ЭМП СВЧ 800 Вт. Результаты представлены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||||||
| Время активации в ЭМП СВЧ, минут | - | 0,5 | 1 | 2 | 4 | 6 |
| Сорбционная емкость, а, мг/г | 6 | 26 | 58 | 68 | 84 | 45 |
В сравнении с необработанным минералом емкость сорбента в результате прогрева в течение 0,5 минут в ЭМП СВЧ возрастает в 2,5 раза. Сорбционная емкость повышается более чем в три раза во временном интервале от 0,4 до 4 минут и снижается при увеличении времени облучения. Оптимальное время активации сорбента - 4 минуты.
Опыт 3.
Установлена скорость адсорбции активированным монтмориллонитом. Результаты представлены в таблице 3.
| Таблица 3 | ||||
| Мощность поля при активации, Вт | Время сорбции, ч | |||
| 1-6 | 6-20 | 20-42 | 42-80 | |
| Скорость адсорбции, υa, мг/г·ч | ||||
| Без обработки | 1 | 0,04 | ~0 | - |
| 400 | 4,5 | 1,5 | 0,6 | 0,08 |
| 600 | 5,3 | 1,6 | 0,77 | 0,17 |
| 800 | 5,6 | 2,5 | 0,9 | 0,25 |
| 1000 | 5,4 | 2,4 | 0,8 | 0,22 |
Наибольшая скорость адсорбции во временном интервале сорбции с 1 до 6 часов наблюдается при облучении сорбента полем мощностью 800 Вт в течение 4 минут, которая превышает скорость адсорбции на необработанном сорбенте в 5,6 раза.
Способ получения сорбента, включающий активирование глины, содержащей монтмориллонит в количестве 95%, отличающийся тем, что глину активируют в электромагнитном поле сверхвысокой частоты в течение 4 мин при мощности поля 800 Вт.
